Projeções hidrológicas em duas bacias hidrográficas a partir de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXI
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG |
Texto Completo: | http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3323 |
Resumo: | Com base na importância dos recursos hídricos para os indivíduos, como forma de subsistência e desenvolvimento econômico, além de ser um dos componentes essenciais para o meio ambiente equilibrado, o objetivo dessa pesquisa foi realizar projeções hidrológicas na Sub-bacia do Baixo Rio Ivaí (SBRI) e na Sub-bacia do Alto Rio Tibagi (SART) no estado do Paraná, em períodos sazonais e anual, com base em variáveis hidroclimatológicas, por meio de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXI. Inicialmente, a técnica de krigagem ordinária, utilizando o modelo geoestatístico estável, foi aplicada em dados pluviométricos do Instituto Águas Paraná, INMET e do IAPAR resultando em mapas gerados com os dados observados apresentando falha contrapondo os dados preenchidos. A verificação da eficiência da modelagem foi conduzida por meio da avaliação das estatísticas EMA, REQM, índices r, d (Willmott), NS (Nash-Sutcliffe) e do teste de Wilcoxon a 5%. Em paralelo, foi desenvolvido um modelo híbrido determinístico-estocástico de chuva-vazão, utilizando registros hidroclimatológicos históricos das sub-bacias obtidos junto ao Instituto Águas Paraná, sendo aplicado, em um primeiro momento, o conceito de vazão equivalente para posterior aplicação de um modelo regressivo entre as vazões acumuladas observadas e estimadas. Os resultados foram avaliados pelos testes de Shapiro-Wilk (S-W), de Komogorov-Smirnov (K-S), de Wilcoxon (WCX), e Brown-Forsythe (B-F) ao nível de 5% de significância. Por fim, para geração das vazões, considerando dois cenários de possíveis mudanças climáticas (C1 e C2), o software PGECLIMA_R foi utilizado acoplado ao modelo chuva-vazão híbrido determinístico-estocástico e os resultados de precipitação foram representados espacialmente empregando o modelo estável enquanto que os de vazão, foram representados pontualmente. Em relação aos resultados da primeira análise, notou-se valores relativamente baixos de EMA e REQM, assim como valores expressivos dos índices r, d e NS, principalmente, na SART, que apresentou um menor percentual de falhas. Os testes estatísticos aplicados nos resultados do modelo chuva-vazão indicaram desempenho muito bom na projeção das vazões, com resultados ótimos para o teste K-S. No que diz respeito à última etapa deste trabalho, as projeções de vazões impactadas por mudanças climáticas previstas para o final do século, indicaram que possivelmente haverá aumento no fluxo, principalmente dos períodos chuvosos. Sendo assim, por meio da pesquisa realizada foi possível estimar prováveis mudanças na precipitação e nas vazões, podendo ser usada como ferramenta para estudos mais aprofundados, assim como ferramenta para embasar a ação de tomadores de decisão futuramente. |
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Projeções hidrológicas em duas bacias hidrográficas a partir de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXI. Ponta Grossa, 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3323Com base na importância dos recursos hídricos para os indivíduos, como forma de subsistência e desenvolvimento econômico, além de ser um dos componentes essenciais para o meio ambiente equilibrado, o objetivo dessa pesquisa foi realizar projeções hidrológicas na Sub-bacia do Baixo Rio Ivaí (SBRI) e na Sub-bacia do Alto Rio Tibagi (SART) no estado do Paraná, em períodos sazonais e anual, com base em variáveis hidroclimatológicas, por meio de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXI. Inicialmente, a técnica de krigagem ordinária, utilizando o modelo geoestatístico estável, foi aplicada em dados pluviométricos do Instituto Águas Paraná, INMET e do IAPAR resultando em mapas gerados com os dados observados apresentando falha contrapondo os dados preenchidos. A verificação da eficiência da modelagem foi conduzida por meio da avaliação das estatísticas EMA, REQM, índices r, d (Willmott), NS (Nash-Sutcliffe) e do teste de Wilcoxon a 5%. Em paralelo, foi desenvolvido um modelo híbrido determinístico-estocástico de chuva-vazão, utilizando registros hidroclimatológicos históricos das sub-bacias obtidos junto ao Instituto Águas Paraná, sendo aplicado, em um primeiro momento, o conceito de vazão equivalente para posterior aplicação de um modelo regressivo entre as vazões acumuladas observadas e estimadas. Os resultados foram avaliados pelos testes de Shapiro-Wilk (S-W), de Komogorov-Smirnov (K-S), de Wilcoxon (WCX), e Brown-Forsythe (B-F) ao nível de 5% de significância. Por fim, para geração das vazões, considerando dois cenários de possíveis mudanças climáticas (C1 e C2), o software PGECLIMA_R foi utilizado acoplado ao modelo chuva-vazão híbrido determinístico-estocástico e os resultados de precipitação foram representados espacialmente empregando o modelo estável enquanto que os de vazão, foram representados pontualmente. Em relação aos resultados da primeira análise, notou-se valores relativamente baixos de EMA e REQM, assim como valores expressivos dos índices r, d e NS, principalmente, na SART, que apresentou um menor percentual de falhas. Os testes estatísticos aplicados nos resultados do modelo chuva-vazão indicaram desempenho muito bom na projeção das vazões, com resultados ótimos para o teste K-S. No que diz respeito à última etapa deste trabalho, as projeções de vazões impactadas por mudanças climáticas previstas para o final do século, indicaram que possivelmente haverá aumento no fluxo, principalmente dos períodos chuvosos. Sendo assim, por meio da pesquisa realizada foi possível estimar prováveis mudanças na precipitação e nas vazões, podendo ser usada como ferramenta para estudos mais aprofundados, assim como ferramenta para embasar a ação de tomadores de decisão futuramente.Bearing in mind the importance of water resources for individuals, as a means of subsistence and economic development, in addition to being one of the essential components for a balanced environment, the objective of this research was to obtain hydrological perspectives in the Lower Rio Ivaí Sub-basin (SBRI) and in the Upper Rio Tibagi Sub-basin (SART) in the state of Paraná in seasonal and annual periods, based on hydroclimatological variables, through future scenarios impacted by climate changes in the 21st century. Inicially, the ordinary kriging technique, using the stable geostatistical model, was applied to pluviometric data from the Águas Paraná Institute, INMET and IAPAR resulting in maps generated with the observed data showing gaps against the filled data. The verification of the modeling efficiency was conducted through the evaluation of the EMA, REQM, r, d (Willmott), NS (Nash-Sutcliffe) statistics and the 5% Wilcoxon test. In parallel, a deterministic-stochastic hybrid rainfall-runoff model was developed, using historical hydroclimatological records of the sub-basins obtained from the Águas Paraná Institute, in which initially the equivalent flow concept was applied for later application of a regressive model. between observed and estimated accumulated flows. The results were evaluated by the Shapiro-Wilk (S-W), Komogorov-Smirnov (K-S), Wilcoxon (WCX), and Brown-Forsythe (B-F) tests at the 5% significance level. Finally, for the generation of flows, considering two scenarios of possible climate changes (C1 and C2), the PGECLIMA_R program was used coupled to the deterministic-stochastic hybrid rainfall-runoff model and the precipitation results were represented spatially using the stable model while flow rates were represented on time. Regarding the results of the first analysis, there were relatively low values of EMA and REQM, as well as expressive values of the r, d and NS indices, mainly in SART, which had a lower percentage of failures. The statistical tests applied to the results of the rain-flow model indicated very good performance in the projection of flows, with optimal results for the K-S test. With regard to the last stage of this work projections of flows impacted by climatic changes predicted for the end of the century, indicated that there will possibly be an increase in flow, mainly in the rainy periods. Thus, through the research carried out, it was possible to estimate probable changes in precipitation and flows, which can be used as a tool for further studies, as well as a tool to support the action of decision makers in the future.Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2021-03-16T19:31:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Juliane Macedo Magerski.pdf: 8059971 bytes, checksum: 5339d058f2143dc5f34c8f39e083ebac (MD5)Made available in DSpace on 2021-03-16T19:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Juliane Macedo Magerski.pdf: 8059971 bytes, checksum: 5339d058f2143dc5f34c8f39e083ebac (MD5) Previous issue date: 2020-12-11Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Estadual de Ponta GrossaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária e AmbientalUEPGBrasilDepartamento de Engenharia CivilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAespacialização de dados hidrológicosmodelagem hidroclimatológicaaquecimento globalspatialization of hydrological datahydroclimatological modelingglobal warmingProjeções hidrológicas em duas bacias hidrográficas a partir de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXIinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPGinstname:Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)instacron:UEPGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/3323/3/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/3323/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALJuliane Macedo Magerski.pdfJuliane Macedo Magerski.pdfdissertação completa em pdfapplication/pdf8059971http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/3323/1/Juliane%20Macedo%20Magerski.pdf5339d058f2143dc5f34c8f39e083ebacMD51prefix/33232021-03-16 16:31:42.046oai:tede2.uepg.br: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 Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede2.uepg.br/jspui/PUBhttp://tede2.uepg.br/oai/requestbicen@uepg.br||mv_fidelis@yahoo.com.bropendoar:2021-03-16T19:31:42Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)false |
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Magerski, Juliane Macedo |
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Virgens Filho, Jorim Sousa das Galvíncio, Josiclêda Domiciano Pinto, Maria Ligia Cassol |
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA espacialização de dados hidrológicos modelagem hidroclimatológica aquecimento global spatialization of hydrological data hydroclimatological modeling global warming |
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espacialização de dados hidrológicos modelagem hidroclimatológica aquecimento global spatialization of hydrological data hydroclimatological modeling global warming |
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Com base na importância dos recursos hídricos para os indivíduos, como forma de subsistência e desenvolvimento econômico, além de ser um dos componentes essenciais para o meio ambiente equilibrado, o objetivo dessa pesquisa foi realizar projeções hidrológicas na Sub-bacia do Baixo Rio Ivaí (SBRI) e na Sub-bacia do Alto Rio Tibagi (SART) no estado do Paraná, em períodos sazonais e anual, com base em variáveis hidroclimatológicas, por meio de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXI. Inicialmente, a técnica de krigagem ordinária, utilizando o modelo geoestatístico estável, foi aplicada em dados pluviométricos do Instituto Águas Paraná, INMET e do IAPAR resultando em mapas gerados com os dados observados apresentando falha contrapondo os dados preenchidos. A verificação da eficiência da modelagem foi conduzida por meio da avaliação das estatísticas EMA, REQM, índices r, d (Willmott), NS (Nash-Sutcliffe) e do teste de Wilcoxon a 5%. Em paralelo, foi desenvolvido um modelo híbrido determinístico-estocástico de chuva-vazão, utilizando registros hidroclimatológicos históricos das sub-bacias obtidos junto ao Instituto Águas Paraná, sendo aplicado, em um primeiro momento, o conceito de vazão equivalente para posterior aplicação de um modelo regressivo entre as vazões acumuladas observadas e estimadas. Os resultados foram avaliados pelos testes de Shapiro-Wilk (S-W), de Komogorov-Smirnov (K-S), de Wilcoxon (WCX), e Brown-Forsythe (B-F) ao nível de 5% de significância. Por fim, para geração das vazões, considerando dois cenários de possíveis mudanças climáticas (C1 e C2), o software PGECLIMA_R foi utilizado acoplado ao modelo chuva-vazão híbrido determinístico-estocástico e os resultados de precipitação foram representados espacialmente empregando o modelo estável enquanto que os de vazão, foram representados pontualmente. Em relação aos resultados da primeira análise, notou-se valores relativamente baixos de EMA e REQM, assim como valores expressivos dos índices r, d e NS, principalmente, na SART, que apresentou um menor percentual de falhas. Os testes estatísticos aplicados nos resultados do modelo chuva-vazão indicaram desempenho muito bom na projeção das vazões, com resultados ótimos para o teste K-S. No que diz respeito à última etapa deste trabalho, as projeções de vazões impactadas por mudanças climáticas previstas para o final do século, indicaram que possivelmente haverá aumento no fluxo, principalmente dos períodos chuvosos. Sendo assim, por meio da pesquisa realizada foi possível estimar prováveis mudanças na precipitação e nas vazões, podendo ser usada como ferramenta para estudos mais aprofundados, assim como ferramenta para embasar a ação de tomadores de decisão futuramente. |
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2020 |
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2020-12-11 |
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MAGERSKI, Juliane Macedo. Projeções hidrológicas em duas bacias hidrográficas a partir de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXI. Ponta Grossa, 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020. |
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MAGERSKI, Juliane Macedo. Projeções hidrológicas em duas bacias hidrográficas a partir de cenários futuros impactados por mudanças climáticas no século XXI. Ponta Grossa, 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020. |
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